Maks Plank Cəmiyyəti tərəfindən

Gaby Clark tərəfindən redaktə edilmiş , Robert Eqan tərəfindən nəzərdən keçirilmişdir

 Redaktorların qeydləriHelium hidrid ionunun deyteriumla tədqiq edilən reaksiyasının reaksiya sxemi və enerji səviyyəsi. Əvvəlki nəzəriyyələrin əksinə olaraq, sürətli və maneəsiz bir reaksiyadır. Ümumi məlumat: Qırmızı rəngdə görünən molekulyar hidrogen olan planetar dumanlıq NGC 7027. Kredit: Sxematik: MPIK; Fon şəkli: WB Latter (SIRTF Elm Mərkəzi/Caltech) və NASA

Təxminən 13,8 milyard il əvvəl baş verən Böyük Partlayışdan dərhal sonra kainata ağlasığmaz dərəcədə yüksək temperatur və sıxlıq hakim oldu. Ancaq bir neçə saniyədən sonra o, ilk elementlərin, ilk növbədə hidrogen və heliumun əmələ gəlməsi üçün kifayət qədər soyudu. Kainatdakı temperaturun neytral atomların sərbəst elektronlarla rekombinasiya nəticəsində əmələ gəlməsi üçün kifayət qədər aşağı düşməsi üçün demək olar ki, 380.000 il çəkdiyi üçün bunlar hələ də bu nöqtədə tamamilə ionlaşmışdı. Bu, ilk kimyəvi reaksiyalara yol açdı.

Mövcud olan ən qədim molekul neytral helium atomundan və ionlaşmış hidrogen nüvəsindən əmələ gələn helium hidrid ionudur (HeH⁺). Bu, kainatda ən çox yayılmış molekul olan molekulyar hidrogenin (H₂) əmələ gəlməsinə səbəb olan zəncirvari reaksiyanın başlanğıcını göstərir.

Rekombinasiyadan sonra kosmologiyanın “qaranlıq dövrü” gəldi: sərbəst elektronların bağlanması səbəbindən kainat indi şəffaf olsa da , ulduzlar kimi işıq yayan cisimlər hələ də yox idi. İlk ulduzlar yaranana qədər bir neçə yüz milyon il keçdi.

Kainatın bu erkən mərhələsində isə HeH⁺ və H₂ kimi sadə molekullar ilk ulduzların əmələ gəlməsi üçün vacib idi. Proto-ulduzun büzülən qaz buludunun nüvə birləşməsinin başlaya biləcəyi nöqtəyə qədər çökməsi üçün istiliyin yayılması lazımdır. Bu, atomları və molekulları həyəcanlandıran, daha sonra bu enerjini fotonlar şəklində buraxan toqquşmalar vasitəsilə baş verir.

Təxminən 10.000 dərəcə Selsi altında, bu proses dominant hidrogen atomları üçün təsirsiz olur. Sonrakı soyutma yalnız fırlanma və vibrasiya vasitəsilə əlavə enerji yaya bilən molekullar vasitəsilə baş verə bilər.

Tələffüz olunan dipol momentinə görə, HeH⁺ ionu bu aşağı temperaturlarda xüsusilə təsirlidir və uzun müddətdir ki, ilk ulduzların formalaşmasında soyutma üçün potensial əhəmiyyətli namizəd hesab olunur. Nəticə etibarilə, kainatdakı helium hidrid ionlarının konsentrasiyası erkən ulduz əmələ gəlməsinin effektivliyinə əhəmiyyətli dərəcədə təsir göstərə bilər.

https://googleads.g.doubleclick.net/pagead/ads?gdpr=0&us_privacy=1—&gpp_sid=-1&client=ca-pub-0536483524803400&output=html&h=280&slotname=8188791252&adk=1645945215&adf=308666314&pi=t.ma~as.8188791252&w=750&abgtt=6&fwrn=4&fwrnh=0&lmt=1753853193&rafmt=1&armr=3&format=750×280&url=https%3A%2F%2Fphys.org%2Fnews%2F2025-07-chemistry-molecular-reactions-formation-stars.html&fwr=0&rpe=1&resp_fmts=3&wgl=1&uach=WyJXaW5kb3dzIiwiMTkuMC4wIiwieDg2IiwiIiwiMTM4LjAuNzIwNC4xNjkiLG51bGwsMCxudWxsLCI2NCIsW1siTm90KUE7QnJhbmQiLCI4LjAuMC4wIl0sWyJDaHJvbWl1bSIsIjEzOC4wLjcyMDQuMTY5Il0sWyJHb29nbGUgQ2hyb21lIiwiMTM4LjAuNzIwNC4xNjkiXV0sMF0.&dt=1753853192899&bpp=1&bdt=139&idt=32&shv=r20250728&mjsv=m202507220101&ptt=9&saldr=aa&abxe=1&cookie=ID%3Df22668bce9793ae4%3AT%3D1735196613%3ART%3D1753853105%3AS%3DALNI_Mb4Xpwl1SO1AcvqroR6xccDm_sheQ&gpic=UID%3D00000f7c5320f40b%3AT%3D1735196613%3ART%3D1753853105%3AS%3DALNI_Mb1dz_DHiT2yDzXLMaB9CDkQl4XGg&eo_id_str=ID%3D1241933dda87baba%3AT%3D1750839581%3ART%3D1753853105%3AS%3DAA-AfjZwPuiSAour3k16ZA1JtXua&prev_fmts=0x0&nras=1&correlator=8203973596005&frm=20&pv=1&rplot=4&u_tz=240&u_his=3&u_h=1080&u_w=1920&u_ah=1032&u_aw=1920&u_cd=24&u_sd=1&dmc=8&adx=448&ady=2188&biw=1905&bih=945&scr_x=0&scr_y=0&eid=95362656%2C95366175%2C95366795%2C95366913%2C95367394%2C95366846%2C95359265%2C95367170&oid=2&pvsid=2272012523353669&tmod=1176436409&uas=0&nvt=1&ref=https%3A%2F%2Fphys.org%2F&fc=1920&brdim=0%2C0%2C0%2C0%2C1920%2C0%2C1920%2C1032%2C1920%2C945&vis=1&rsz=%7C%7CpeEbr%7C&abl=CS&pfx=0&fu=128&bc=31&bz=1&td=1&tdf=2&psd=W251bGwsbnVsbCxudWxsLDNd&nt=1&ifi=2&uci=a!2&btvi=1&fsb=1&dtd=149

Bu dövrdə sərbəst hidrogen atomları ilə toqquşmalar neytral helium atomu və H₂⁺ ionu meydana gətirərək HeH⁺ üçün əsas deqradasiya yolu idi. Bunlar sonradan neytral H₂ molekulu və proton yaratmaq üçün başqa bir H atomu ilə reaksiya verdi və molekulyar hidrogenin əmələ gəlməsinə səbəb oldu.

Heydelberqdəki Max-Planck-Institut für Kernphysik (MPIK) tədqiqatçıları bu reaksiyanı ilk dəfə kainatın ilkin şərtlərinə bənzər şəraitdə uğurla yenidən yaratdılar. Onlar HeH⁺-nin atom nüvəsində protonla yanaşı əlavə neytron olan hidrogen izotopu olan deuterium ilə reaksiyasını araşdırdılar. HeH⁺ deuterium ilə reaksiya verdikdə neytral helium atomu ilə yanaşı H₂⁺ əvəzinə HD⁺ ionu əmələ gəlir.

Araşdırma Astronomy & Astrophysics jurnalında dərc olunub .

Təcrübə Heydelberqdəki MPIK-dəki Kriogen Saxlama Halqasında (CSR) həyata keçirildi – kosmosa bənzər şəraitdə molekulyar və atom reaksiyalarını araşdırmaq üçün qlobal miqyasda unikal alət. Bu məqsədlə HeH⁺ ionları 35 metr diametrli ion saxlama halqasında 60 saniyəyə qədər bir neçə kelvində (-267 °C) saxlanıldı və neytral deuterium atomları şüası ilə üst-üstə qoyuldu. İki hissəcik şüasının nisbi sürətini tənzimləməklə alimlər toqquşma sürətinin birbaşa temperaturla əlaqəli olan toqquşma enerjisi ilə necə dəyişdiyini öyrənə bildilər.

Gündəlik anlayışlar üçün Phys.org-a etibar edən 100.000-dən çox abunəçi ilə elm, texnologiya və kosmosda ən son yenilikləri kəşf edin . Pulsuz xəbər bülleteni üçün qeydiyyatdan keçin və mühüm nailiyyətlər, yeniliklər və tədqiqatlar haqqında gündəlik və ya həftəlik yeniləmələr əldə edin .

Onlar müəyyən ediblər ki, əvvəlki proqnozların əksinə olaraq, bu reaksiyanın getmə sürəti temperaturun azalması ilə yavaşlamır, demək olar ki, sabit qalır. MPİK-dən Dr. Holger Kreckel izah edir: “Əvvəlki nəzəriyyələr aşağı temperaturda reaksiya ehtimalının əhəmiyyətli dərəcədə azalacağını proqnozlaşdırırdı , lakin biz bunu nə təcrübədə, nə də həmkarlarımızın yeni nəzəri hesablamalarında təsdiq edə bilmədik”. “HeH⁺-nin neytral hidrogen və deyterium ilə reaksiyaları, ilkin kainatda kimya üçün əvvəllər güman ediləndən çox daha əhəmiyyətli görünür.”

Bu müşahidə Yohann Skribanonun rəhbərlik etdiyi bir qrup nəzəri fizikin tapıntıları ilə uyğun gəlir və onlar bu reaksiya üçün əvvəlki bütün hesablamalarda istifadə olunan potensial səthin hesablanmasında səhvi müəyyən ediblər. Təkmilləşdirilmiş potensial səthdən istifadə edən yeni hesablamalar indi CSR təcrübəsi ilə sıx uyğunlaşır.

HeH⁺ və molekulyar hidrogen (H₂ və ya HD) kimi molekulların konsentrasiyaları ilk ulduzların əmələ gəlməsində mühüm rol oynadığından, bu nəticə bizi onların yaranma sirrinin həllinə yaxınlaşdırır.

Daha çox məlumat: F. Grussie et al, HeH⁺ və deyterium atomları arasında maneəsiz reaksiyaların eksperimental təsdiqi çox yüksək qırmızı yerdəyişmələrdə ilk molekulların daha az bolluğunu göstərir, Astronomy & Astrophysics (2025). DOI: 10.1051/0004-6361/202555316

Jurnal məlumatı: Astronomiya və Astrofizika 

Max Planck Cəmiyyəti tərəfindən təmin edilmişdir